Псевдомонады как полезная компонента нефтезагрязненных водоемов Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2015 ISSN 2410-6070

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 577.151

Л.А.Ерофеевская

научный сотрудник, ИПНГ СО РАН,

г. Якутск, РФ E-mail: [email protected]

ПСЕВДОМОНАДЫ КАК ПОЛЕЗНАЯ КОМПОНЕНТА НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОДОЕМОВ

Аннотация

Получен новый не патогенный штамм бактерий рода псевдомонад, перспективный для очистки почв от загрязнений нефтепродуктами. Показано, что за один вегетационный период под влиянием штамма возможна утилизация нефтепродуктов до 91%.

Ключевые слова

Псевдомонады, экосистема, нефть, нефтезагрязнение, биодеградация, углеводороды, микроорганизмы.

Скорость биодеградации и трансформации нефтезагрязнений в нарушенных экосистемах зависит от множества абиотических и биогеохимических факторов. Ведущая роль в этих процессах принадлежит деятельности углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ), окисляющих нефтяные углеводороды.

Из многочисленных методов, которые позволяют сократить сроки реабилитации нарушенных экосистем, наиболее перспективными считаются биологические методы, основанные на интенсификации микробиологической деструкции нефтяных углеводородов (У В).

Проблема в том, что некоторые из разработанных биопрепаратов основаны на использовании У ОМ, относящихся к патогенам различных уровней приоритетности и могут быть отнесены к условно - патогенным микроорганизмам, что значительно сокращает возможности их использования в условиях открытой экосистемы.

Таким образом, поиск высокоэффективных, не патогенных и не токсичных штаммов УОМ, перспективных для восстановления нарушенных экосистем является актуальной задачей.

Цель настоящих исследований заключалась в получении нового не патогенного штамма УОМ, перспективного для очистки почв от загрязнений нефтью (нефтепродуктами).

Материалом для исследований служили образцы почв и воды, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

Для культивирования УОМ использовали метод жидких накопительных культур на минеральной среде Мюнца [1, С.1024-1030].

В качестве единственного источника углерода использовали нефть Талаканского месторождения, с содержанием 0,82% парафиновых и 12,4% смолистых веществ [2, С. 165 - 170].

Идентификацию выделенных УОМ проводили на основе изучения их морфологических, культуральных и физиолого-биохимических свойств, используя определители бактерий [3, 408с.] с привлечением анализа нуклеотидных последовательностей гена 16S pРНК, выполненного специалистами ИБФМ РАН.

Определение нефтепродуктов в водной среде определяли спектрометрическим методом, с использованием концентратомера «ИКН-025» согласно ФР.1.31.2007.03234 МВИ 01.02.117 Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, природных и сточных водах ИК-спектрометрическим методом с использованием концентратомера «ИКН-025».

Результаты и их обсуждение.

При выполнении микробиологических анализов нефтезагрязненных почвогрунтов и водных объектов было выделено 86 штаммов микроорганизмов, обладающих различной активностью по отношению к

9

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2015 ISSN 2410-6070

нефтяным углеводородам. Наиболее часто из водоемов выделялись Pseudomonas aeruginosae. Данный вид довольно активно утилизировал нефтяные углеводороды в водной среде. Однако применение его в экологических целях не перспективно,поскольку вид является условным патогенном. В результате целенаправленных исследований был получен штамм Pseudomonas panipatensis, выделенный из воды озера Халы-Балы (с. Чапчылган, Амгинский район, Центральная Якутия), загрязненного арктическим дизельным топливом. Штамм не патогенный, не токсичный по отношению к высшим растениям.

Полученный штамм характеризуется следующими признаками.

Культурально-морфологические признаки.

Грамотрицательные подвижные палочки размером 2,0-3,0*0,6-0,8 мкм. Спор и капсул не образуют. В мазках располагаются беспорядочно, одиночно или короткими цепочками.

На МПА через 24 часа штамм формирует дисковидные, влажные, пастообразной консистенции колонии серого цвета, с возвышенным центром, легко снимающиеся с агара, диаметр колоний 1,5-5 мм. При температуре выше +20°С штамм образует диффундирующий пигмент зеленого оттенка, который с возрастом культуры темнеет, приобретая изумрудный оттенок, который при температуре +4°С может теряться и снова восстанавливаться при помещении культуры в теплое место.

Штамм растет на минеральной среде Мюнца с нефтью и НП в виде влажных плосковатых с неровными краями, голубовато-серых колоний диаметром 1-2 мм, диффунгирующих в питательную среду зеленый флуорисцирующий пигмент, который с возрастом культуры может темнеть.

Физиолого-биохимические признаки.

Штамм является аэробом. Растет при температуре от +8°С до +41°С. Оптимум роста +30+37°С. Растет при рН 6,0-8,0. Растет в солевой среде с добавлением 0,1 -2,0% NaCl. Обладает оксидазной и каталазной активностью. В качестве источника углерода потребляет ацетат и цитрат. Восстанавливает нитраты. Денитрификационная активность отсутствует. Не гидролизует желатин. Обладает уреазной активностью. Не гидролизует крахмал. Лецитиназу не образует. Индолоотрицателен. Окисляет мальтозу и D-глюкозу. Не ферментирует глицерин, инозит, маннит, рамнозу, сорбит, раффинозу, арабинозу. Не окисляет сахарозу, маннит, ксилозу, арабинозу, фруктозу, галактозу. Не нуждается в дополнительных факторах роста.

Штамм обладает выраженной резистентностью к бензилпенициллину, фуразолидону, метронидазолу, амоксициллину, амоксиклаву, каотиму, пефлоксацину, амосину; слабо устойчив к оксациллину, полимиксину, левомицетину; чувствителен к мозивару, цефатоксиму, цефтриаксону.

Скрининг по базе данных GenBank и RDP-II показал, что исследуемый штамм принадлежит к следующим систематическим группам Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Pseudomonadales; Pseudomonadaceae; Pseudomonas, причем гомология с видом Pseudomonas panipatensis составляет 97%.

Нефтеокисляющую активность штамма исследовали в условиях модельного опыта в почве, загрязненной арктическим дизельным топливом.

Для этого, бактериальную суспензию штамма Pseudomonas panipatensis вносили в загрязненную почву из расчета 1 литр суспензии на 1 кв.м. загрязненной почвы, с глубиной загрязнения до 20 см. Почву тщательно перемешивали, поливали и экспонировали в течение 1 вегетационного периода. Для контроля образцы почвы отбирали до и после внесения бактериальной суспензии.

Результаты исследований показали, что за 1 вегетационный период деструкция дизельного топлива под влиянием штамма Pseudomonas panipatensis составила 91,71%.

Таким образом, штамм Pseudomonas panipatensis является перспективным для очистки нефтезагрязненных экосистем.

Литература.

1. Керстен Д.К. Морфологические и культуральные свойства индикаторных микроорганизмов нефтегазовой съемки - Микробиология, 1963, №5- С.1024-1030.

2. Чалая О.Н., Зуева И.Н., Лифшиц С.Х., Трущелева Г.С., Иванова И.К. Состав и свойства нефти Талаканского месторождения //Малотоннажная переработка нефти и газа в Республике Саха (Якутия): Материалы конференции (26-27 июля 2001 г., г. Якутск). - Якутск, Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2001. - С. 165 -170.

10